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上海磁悬浮列车已于2003年10月1日正式运营.据报导,列车从上海龙阳路车站到浦东机场车站,全程30 km.列车开出后先加速,直到最高时速432 km/h,然后保持最大速度行驶50 s,即开始减速直到停止.假设列车启动和减速的加速度大小相等,且恒定,列车做直线运动.试由以上数据估算磁悬浮列车运行的平均速度的大小是多少?北京和天津之间的距离是120 km,若以上海磁悬浮列车的运行方式行驶,最高时速和加速度都相同,由北京到天津要用多少时间?
解析:列车的最大速度v=432 km/s=120 m/s,匀速行驶的位移为s0=vt=6 000 m.
列车加速阶段与减速阶段的加速度大小相等,因此加速段与减速段通过的位移相等设为s1,所用的时间相等设为t1,则s1=
=12×103 m,所用时间t1=
=200 s.
列车全程的平均速度为
=
=66.7 m/s
若磁悬浮列车以相同的加速度和最大速度从北京到天津,则加速段和减速段所用的时间和通过的位移相同,其余的位移是其以最大速度匀速行驶通过的距离,所用时间为t′=
=800 s,
北京到天津所用时间t=t′+2t1=1 200 s=20 min.
答案:20 min
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